DE2946157A1

DE2946157A1 - Verfahren zum trennen von schleifenden teilchen enthaltenden materialmischungen in einer hydrozyklon-trennvorrichtung

Info

Publication number: DE2946157A1
Application number: DE19792946157
Authority: DE
Inventors: Karl Folke Olof Jakobson
Original assignee: Celleco AB
Current assignee: Celleco AB
Priority date: 1978-11-16
Filing date: 1979-11-15
Publication date: 1980-06-04
Also published as: FI62472B; FR2441428A1; CA1116126A; FI62472C; JPS5567353A; FI793447A; US4278534A; SE412706B

Description

Χ'

Verfahren zum Trennen von schleifende Teilchen enthaltenden Materialmischungen in einer Hydrozyklon-Trennvorrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auftrennen von Materialmischungen, die Schleifmittelteilchen enthalten, zu zwei Fraktionen mittels einer Hydrozyklon-Trennvorrichtung, die eine Trennkammer aufweist, die zum Teil einen kreiszylindrischen Teil mit mindestens einem Tangentialeinlaß für die eingespeiste Materialmischung sowie einen zentralen ersten Auslaß für eine der Fraktionen hat, und zum Teil einen konischen Teil aufweist, der einen zweiten Auslaß für die zweite Fraktion bildet, wobei mindestens der konische Teil über seinen gesamten Außenumfang von einem Außenmantel derart umgeben ist, daß eine geschlossene Kammer mindestens zwischen dem konischen Teil und dem Außenmantel entsteht.

Hydrozyklon-Trennvorrichtungen werden vielfältig eingesetzt - insbesondere in der Zelluloseindustrie für die Reinigung von Zellulosefasersuspensionen. Dabei bestehen die Verunreinigungen im wesentlichen aus Sand, Borketeilchen und unvollständig digerierten Fasern. Diese Verunreinigungen und insbesondere die Sandkörnchen wirken schleifend auf die Wandung des Hydrozyklons insbesondere im unteren Teil der Trennkammer, wo die Teilchen Riefen in zur Symmetrieachse des Hydrozyklons rechtwinkligen Ebenen schneiden können. Nach kürzerer oder längerer Arbeitszeit können diese Riefen sich derart vertiefen, daß sie die Hydrozy-

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klon-Trennvorrichtung durchtrennen. In der Holzbrei- und Papierindustrie wachsen die Arbeitstemperaturen insbesondere in modernen Anlagen immer höher an - einerseits, weil j neue Verfahren eingesetzt werden, und andererseits, weil j die bereits eingesetzten Verfahren in einem "geschlossenen" Verfahrenslauf durchgeführt werden, also das Prozeßwasser in größeren Mengen im Umlauf geführt wird als bisher. Auf diese Weise kann man erhebliche Einsparungen an Fasermaterial,Chemikalien und Energie realisieren. Desgleichen schwächen sich die Probleme der Umweltverschmutzung ab.

Die höheren Verfahrenstemperaturen haben jedoch Schwierigkeiten hinsichtlich der Hydrozyklon-Trennvorrichtungen in den Anlagen sowie ein steigendes Risiko von Leckverlusten hervorgerufen. Betrachtet man die Hunderte von Hydrozyklon-Trennvorrichtungen, die sich in den Anlagen der Holzbrei- und Papierindustrie im allgemeinen im Einsatz befinden, entstehen so erhebliche Schwierigkeiten sowohl hinsichtlich der Verfahrenssicherheit als auch vom Gesichtspunkt der Wirtschaftlichkeit. Das unkontrollierte Entweichen einer Flüssigkeit bei einer Temperatur von 80 - 90⁰C kann zu Verbrennungen des Personals führen. Derartige Lecks bedeuten, daß der Betrieb unterbrochen und die schadhafte Vorrichtung durch eine neue ersetzt werden muß. Solche nicht eingeplanten Betriebsunterbrechungen sind in der Industrie sehr kostspielig.

Das Problem des Abriebverschleißes in Hydrozyklon-Trennvor-

richtungen - insbesondere in deren unterem konischen Teil ist seit langem bekannt. Man hat vorgeschlagen, die Trennvorrichtungen mit einem Doppelmantel am konischen Teil der Trennkammer zu versehen, indem man die Trennvorrichtung mit einem austauschbaren konischen Teil innerhalb eines Innenmantels ausführt derart, daß eine geschlossene Kammer zwischen dem Außenmantel und dem konischen Teil entsteht. Vergl.

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beispielsweise die GB-PS 769 906. Diese Druckschrift lehrt jedoch, den konischen Teil, der einteilig aus einem besonders verschleißfesten Werkstoff gefertigt sein kann, nach einer bestimmten Einsatzzeit auszutauschen, d.h. bevor er durch den Verschleiß durchschnitten wird.

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein Verfahren j der oben erläuterten Art, das einfach ist und eine lange j Betriebszeit zuläßt, bevor der konische Teil der Trennkammer ersetzt werden muß.

Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man das Auftrennen der eingespeisten Materialmischung fortsetzt, auch nachdem die schleifenden Teilchen den konischen Teil durchschnitten und in ihm ein offenes Loch ausgebildet haben, und zwar indem man den konischen Teil der Trennkammer mit der geschlossenen Kammer verbindet.

Es hat sich erwiesen, daß man ohne Beeinträchtigung der Funktion den Betrieb einer solchen doppelt ummantelten Hydrozyklon-Trennvorrichtung über einen erheblichen Zeitraum fortsetzen kann, nachdem die schleifenden Teilchen den konischen Teil der Trennkammer durchschnitten haben. Da dieser von einer geschlossenen Kammer umgeben ist, die von einem Außenmantel begrenzt ist, kann die Materialmischung im konischen Teil nicht durch das offene Loch nach außen austreten, sondern nur in die geschlossene Kammer. Die geschlossene Kammer, die dann mit der Flüssigkeitsich füllt, bildet einen "hydraulischen Mantel", der eine Weiterführung des Betriebs erlaubt, ohne daß dabei die Trennleistung der Vorrichtung beeinträchtigt wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung wird die in die geschlossene Kam-

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mer austretende Materialmischung an einer Umwälzbewegung in dieser durch in der geschlossenen Kammer angeordnete axial verlaufende Platten gehindert, die vorzugsweise radial vom Außenmantel zur Wandung des konischen Teils verlaufen.

Die Erfindung soll nun ausführlich unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung erläutert werden, in der die

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens; und die

Fig. 2 einen Querschnitt auf der Ebene H-II der Fig. 1 zeigen.

Wie sich aus der Fig.. 1 ergibt, weist die offenbarte Hydro zyklon-Trenn vorrichtung eine Trennkammer auf, die teilweise aus einem kreiszylindrischen Teil 2, der einen tangentialen Einlaß 3 und einen zentralen Auslaß 4 in einem ebenen Deckel 5 hat, besteht, wobei der Auslaß 4 über die Wandung 6 des kreiszylindrischen Teils hinaus vorsteht. Weiterhin weist der Hydrozyklon einen konischen Teil 7 mit einer Wandung 8 auf, der einen zweiten Auslaß 9 bildet. Die Trennkammer 1 wird umgeben von einem Außenmantel 10, der den Auslaß 9 dicht umgibt und von diesem bis zum Deckel 5 verläuft und mit diesem durch Bolzen 11 verbunden ist. Zwischen der Wandung 8 des konischen Teils und dem Außenmantel 10 befindet sich eine geschlossene Kammer 12. Im konischen Teil 7 ist ein Ringspalt 13 gezeigt, der durch schleifend wirkende harte Teilchen eingeschliffen worden ist, die hier nicht gezeigt sind. Zwischen dem Außenmantel 10 und der Außenseite des konischen Teils 7 verlaufen axial gerichtete Platten, die in Fig. 2 gezeigt sind.

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Bei der Durchführung des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung wird eine durch den Einlaß 3 eingespeiste Mischung in der Trennkaminer 1 zu zwei Fraktionen aufgeteilt, von denen die eine, der "Gutstoff" durch den zentralen Auslaß 4, die andere, der "Ausschuß", durch den anderen Auslaß 9 abgeht. Die Mischung enthält harte, schleifend wirkende Teilchen, die auf der Innenfläche des konischen Teils 7 so wirken, daß, wie gezeigt, sie einen Spalt 13 in den konischen Teil eingerieben haben. Die Mischung tritt in die Kammer 12 ein und füllt sie, bis ein Druckausgleich zwischen der Trennkammer 1 und der Kammer 10 eingetreten ist. Der Trennvorgang kann dann über einen erheblichen Zeitraum fortgesetzt werden, d.h. bis die Innenwand des konischen Teils 7 so stark verschlissen ist, daß die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung abnimmt. In der dargestellten Ausführungsform wird die Mischung am Umwälzen in der geschlossenen Kammer 10 durch die axial verlaufenden Platten 14 gehindert, die gleichzeitig die Wandung 8 des konischen Teils abstützen - insbesondere wenn diese an mehreren Stellen durchtrennt worden ist.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Trennen von schleifende Teilchen enthaltenden Materialmischungen zu zwei Fraktionen mit einer Hydrozyklon-Trennvorrichtung mit einer Trennkammer, die einen kreiszylindrischen Teil mit mindestens einem tangentialen Einlaß für die eingespeiste Materialmischung und einem zentralen ersten Auslaß für eine der Fraktionen sowie einen konischen Teil aufweist, der einen zweiten Auslaß für die zweite Fraktion bildet, wobei mindestens der konische Teil über seine gesamte Umfangsflache von einem Außenmantel umfaßt ist, derart, daß eine geschlossene Kammer entsteht, dadurch gekenn ze ichnet, daß man das Trennen der eingespeisten Materialmischung fortsetzt, nachdem die schleifenden Teilchen den konischen Teil (7) durchschnitten haben, so daß sich ein offenes Loch (13) bildet, das den konischen Teil (7)

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ORIGINAL INSPECTED

der Trennkammer (1) mit der geschlossenen Kammer (10) verbindet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die in die geschlossene Kammer (12) eingetretene Mischung an einer Umwälzbewegung in dieser durch axiale Platten (14) in der geschlossenen Kammer (12) hindert, die vorzugsweise radial vom Außenmantel (10) zur Wandung (8) des konischen Teils verlaufen.

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